CN108399893B - 一种像素补偿电路、像素补偿方法及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种像素补偿电路、像素补偿方法及显示装置，其中，像素补偿电路包括：驱动开关的控制端与第一开关的第一端连接，第一端与第一电源连接，第二端与第一开关的第二端连接；第一开关的控制端与扫描信号端连接；第二开关的控制端与复位信号端连接，第一端与驱动开关的第二端连接，第二端与数据信号端连接；第一电容的第一端与第一电源连接，第二端与驱动开关的控制端连接；第二电容的第一端与第二开关的第一端连接，第二端与第二开关的第二端连接；发光组件的第一端与驱动开关的第二端连接，第二端与第二电源连接。通过设置复位信号端与扫描信号端连接方式，避免了阈值电压漂移造成流过发光组件的电流不稳定，提高了显示的均一性。

Description

一种像素补偿电路、像素补偿方法及显示装置
技术领域
本发明涉及有机发光二极管显示领域，具体涉及一种像素补偿电路、像素补偿方法及显示装置。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，缩写为OLED)显示器依据驱动方式可分为被动矩阵驱动有机发光二极管(Passive Matrix OLED，缩写为PMOLED)显示器和主动矩阵驱动有机发光二极管(Active Matrix OLED，缩写为AMOLED)显示器。其中，PMOLED显示器，当数据未写入时并不发光，在数据写入期间发光，这种驱动方式结构简单、成本较低、容易设计，主要适用于中小尺寸的显示器。AMOLED显示器，该像素阵列的每一像素都有一电容存储数据，让每一像素均维持在发光状态，由于AMOLED显示器的耗电量明显小于PMOLED显示器，加上驱动方式更适合发展大尺寸与高清晰度的显示器，使得AMOLED显示器成为未来发展的主要方向。然而，随着面板清晰度的增加，AMOLED显示器的布板空间将因像素驱动补偿电路的需要而占用大量的像素区域，这不仅会压缩所提供的OLED面积，而且还会影响显示器的使用寿命。此外，由于制程的影响，每一像素中的薄膜晶体管的阈值电压也会出现不同程度的漂移，使得显示器的显示均一性较差。
发明内容
因此，本发明提供一种像素补偿电路、像素补偿方法及显示装置，以解决现有技术中显示器显示均一性差的缺陷。
本发明第一方面，提供一种像素补偿电路，包括：驱动开关、第一开关、第二开关、第一电容、第二电容以及发光组件，其中，
所述驱动开关的控制端与所述第一开关的第一端连接，所述驱动开关的第一端与第一电源连接，所述驱动开关的第二端与所述第一开关的第二端连接；
所述第一开关的控制端与扫描信号端连接；
所述第二开关的控制端与复位信号端连接，所述第二开关的第一端与所述驱动开关的第二端连接，所述第二开关的第二端与数据信号端连接；
所述第一电容的第一端与所述第一电源连接，所述第一电容的第二端与所述驱动开关的控制端连接；
所述第二电容的第一端与所述第二开关的第一端连接，所述第二电容的第二端与所述第二开关的第二端连接；
所述发光组件的第一端与所述驱动开关的第二端连接，所述发光组件的第二端与第二电源连接。
可选地，所述第一开关为双栅晶体管。
可选地，所述驱动开关为P型晶体管。
可选地，所述第一开关为P型晶体管或N型晶体管；和/或所述第二开关为P型晶体管或N型晶体管。
本发明第二方面，提供一种像素补偿方法，应用于上述第一方面的像素补偿电路，包括第一阶段、第二阶段、第三阶段以及第四阶段，其中，
所述第一阶段为复位阶段，用于对所述驱动开关进行复位，扫描信号端控制所述第一开关处于导通状态，复位信号端控制所述第二开关处于导通状态，第二电源输出高电平，数据信号端输出高电平，所述数据信号端输出的高电平通过所述第一开关和所述第二开关传送至所述驱动开关的控制端，所述驱动开关处于关断状态；
所述第二阶段为补偿阶段，用于对所述驱动开关进行阈值补偿，所述扫描信号端控制所述第一开关处于导通状态，所述复位信号端控制所述第二开关处于关断状态，所述第二电源输出高电平，所述数据信号端输出高电平，所述驱动开关处于二极管连接状态，在所述驱动开关的控制端形成补偿电压；
所述第三阶段为写入阶段，用于对所述驱动开关进行数据写入，所述扫描信号端控制所述第一开关处于导通状态，所述复位信号端控制所述第二开关处于关断状态，所述第二电源输出低电平，所述数据信号端输出低电平，所述数据信号端的输出信号通过所述第一开关和第二电容传送至所述第一电容的第二端，在所述驱动开关的控制端形成写入电压；
所述第四阶段为发光阶段，所述扫描信号端控制所述第一开关处于关断状态，所述复位信号端控制所述第二开关处于关断状态，所述第二电源输出低电平，所述数据信号端输出高电平，所述驱动开关处于导通状态，所述发光组件流过驱动电流，所述驱动电流驱动所述发光组件发光。
可选地，所述第一开关为双栅晶体管。
可选地，所述驱动开关为P型晶体管；和/或所述第一开关为P型晶体管或N型晶体管；和/或所述第二开关为P型晶体管或N型晶体管。
可选地，当所述第一开关和所述第二开关为P型晶体管时，在所述第一阶段内，所述扫描信号端为低电平，所述复位信号端为低电平，所述第二电源为高电平，所述数据信号端为高电平；
在所述第二阶段内，所述扫描信号端为低电平，所述复位信号端为高电平，所述第二电源为高电平，所述数据信号端为高电平；
在所述第三阶段内，所述扫描信号端为低电平，所述复位信号端为高电平，所述第二电源为低电平，所述数据信号端为低电平；
在所述第四阶段内，所述扫描信号端为高电平，所述复位信号端为高电平，所述第二电源为低电平，所述数据信号端为高电平。
本发明第三方面，提供一种显示装置，包括本发明第一方面任一所述的像素补偿电路。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的像素补偿电路，包括：驱动开关、第一开关、第二开关、第一电容、第二电容以及发光组件，其中，该驱动开关的控制端与该第一开关的第一端连接，该驱动开关的第一端与第一电源连接，该驱动开关的第二端与该第一开关的第二端连接；该第一开关的控制端与扫描信号端连接；该第二开关的控制端与复位信号端连接，该第二开关的第一端与该驱动开关的第二端连接，该第二开关的第二端与数据信号端连接；该第一电容的第一端与该第一电源连接，该第一电容的第二端与该驱动开关的控制端连接；该第二电容的第一端与该第二开关的第一端连接，该第二电容的第二端与该第二开关的第二端连接；该发光组件的第一端与该驱动开关的第二端连接，该发光组件的第二端与第二电源连接。通过设置复位信号端与扫描信号端连接的连接方式，先在补偿阶段中驱动开关的控制端形成阈值补偿电压，之后在发光阶段用于补偿驱动开关的阈值电压，使得驱动电流与阈值电压无关，避免了像素补偿电路阈值电压漂移造成流过发光组件的电流不稳定，提高了显示的均一性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中像素补偿电路的一个具体示例的结构示意图；
图2为本发明实施例中像素补偿电路的一个具体示例的波形图；
图3为本发明实施例中像素补偿电路的一个具体示例的仿真结果图。
附图标记：
M1-驱动开关；M2-第一开关；M3-第二开关；Cst-第一电容；Ccp-第二电容；D-发光组件；VDD-第一电源；VSS-第二电源；SCAN-扫描信号端；Reset-复位信号端；Data-数据信号端。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本实施例提供一种像素补偿电路，如图1所示，包括：驱动开关M1、第一开关M2、第二开关M3、第一电容Cst、第二电容Ccp以及发光组件D，其中，
驱动开关M1的控制端与第一开关M2的第一端连接，驱动开关M1的第一端与第一电源VDD连接，驱动开关M1的第二端与第一开关M2的第二端连接；
第一开关M2的控制端与扫描信号端SCAN连接；
第二开关M3的控制端与复位信号端Reset连接，第二开关M3的第一端与驱动开关M1的第二端连接，第二开关M3的第二端与数据信号端Data连接；
第一电容Cst的第一端与第一电源VDD连接，第一电容Cst的第二端与驱动开关M1的控制端连接；
第二电容Ccp的第一端与第二开关M3的第一端连接，第二电容Ccp的第二端与第二开关M3的第二端连接；
发光组件D的第一端与驱动开关M1的第二端连接，发光组件D的第二端与第二电源VSS连接。
在本实施例中，驱动开关M1、第一开关M2和第二开关M3均为P型晶体管，这样仅需制备一种类型的晶体管，可以减少掩膜、光刻等工艺步骤、简化工艺流程、节约生产成本；当然，在其它实施例中，第一开关M2还可以为N型晶体管或第二开关M3还可以为N型晶体管，根据需要合理设置即可。驱动开关M1、第一开关M2和第二开关M3的控制端分别对应各个P型晶体管的栅极。
在本实施例中，为了减小第一开关M2的漏电流以及减小像素补偿电路的面积，第一开关M2设置为双栅晶体管，当然，在其它实施例中，第一开关M2还可以为普通晶体管；驱动开关M1和第二开关M3也可以设置成双栅晶体管，这样设置会增加像素补偿电路的面积，根据需要合理设置即可。
上述像素补偿电路的工作原理，即像素补偿方法，包括第一阶段、第二阶段、第三阶段以及第四阶段。图2为本发明实施例像素补偿电路的波形图；图3为本发明实施例像素补偿电路的仿真结果图。
在本实施例中，驱动开关M1、第一开关M2和第二开关M3均为P型晶体管，像素补偿电路的工作过程如下：
如图3所示，在本实施例中，所选用的P型晶体管的电源电压值为4.6V，根据晶体管的类型以及特性(耐压、耐流)确定仿真参数：扫描信号端SCAN和复位信号端Reset输出的高电平均为7V，低电平均为-7V；第二电源VSS输出的高电平为4.6V，低电平为-3V；数据信号端Data输出的高电平为3V，低电平为0V；当然，在其它实施例中，根据所选用的P型晶体管的类型合理确定各个信号的输出值，如所选用的P型晶体管的电源电压为3.3V时，扫描信号端SCAN和复位信号端Reset输出的高电平为5V，低电平为-5V；第二电源VSS输出的高电平为3.3V，低电平为-1V；数据信号端Data输出的高电平为2V，低电平为0V。
第一阶段T1为复位阶段，用于对驱动开关M1进行复位；在第一阶段内，扫描信号端SCAN为低电平，扫描信号端SCAN控制第一开关M2处于导通状态；复位信号端Reset为低电平，复位信号端Reset控制第二开关M3处于导通状态；第二电源VSS输出高电平；数据信号端Data输出高电平，数据信号端Data输出的高电平大小为Voffset，Voffset通过第一开关M2和第二开关M3传输至驱动开关M1的控制端，驱动开关M1处于关断状态，驱动开关M1的控制端电压值为Voffset。在其它实施例中，当像素补偿电路中的第一开关M2和第二开关M3为N型晶体管时，开关的导通信号为高电平，关断信号为低电平，电路逻辑相同，可根据需要合理设置。
第二阶段T2为补偿阶段，用于对驱动开关M1进行阈值补偿；在第二阶段内，扫描信号端SCAN为低电平，扫描信号端SCAN控制第一开关M2处于导通状态；复位信号端Reset为高电平，复位信号端Reset控制第二开关M3处于关断状态；第二电源VSS输出高电平；数据信号端Data输出高电平Voffset，驱动开关管M1处于二极管连接状态，在驱动开关M1的控制端形成补偿电压，根据P型晶体管的特性可知，处于二极管连接状态的驱动开关M1的控制端电压值要比驱动开关M1的第一端的电压值VDD(第一电源VDD的输出电压值VDD，VDD为P型晶体管的电源电压值4.6V)低一个阈值电压Vth，即驱动开关M1的控制端电压值为VDD+Vth，其中，Vth为驱动开关M1的阈值电压。在本实施例中，第一电源VDD的输出电压值VDD为4.6V，当然，在其它实施例中，VDD也可以为其它值，如3.3V，根据所选用的P型晶体管合理设置即可。
第三阶段T3为写入阶段，用于对驱动开关M1进行数据写入；在第三阶段内，扫描信号端SCAN为低电平，扫描信号端SCAN控制第一开关M2处于导通状态；复位信号端Reset为高电平，复位信号端Reset控制第二开关M3处于关断状态；第二电源VSS输出低电平；数据信号端Data输出低电平，数据信号端Data输出的低电平大小为Vdata，数据信号端Data的输出信号由Voffset变为Vdata，根据电容两端电压差不能突变的特性可知，第二电容Ccp的第二端电压减小量为Voffset-Vdata，故第二电容Ccp的第一端电压减小量也为Voffset-Vdata，此时第一开关M2处于导通状态，进而使得第一电容Cst第二端的电压减小量为Voffset-Vdata，在驱动开关M1的控制端形成写入电压，驱动开关M1的控制端电压值为VDD+Vth+Vdata-Voffset，其中，VDD为4.6V，Voffset为3V，Vdata为0V。
第四阶段T4为发光阶段，在第四阶段内，扫描信号端SCAN为高电平，扫描信号端SCAN控制第一开关M2处于关断状态；复位信号端Reset为高电平，复位信号端Reset控制第二开关M3处于关断状态；第二电源VSS输出低电平；数据信号端Data为电平Voffset；驱动开关M1的控制端电压为Vg＝VDD+Vth+Vdata-Voffset，驱动开关M1的第一端的电压为Vs＝VDD，Vgs＝Vg-Vs＝VDD+Vth+Vdata-Voffset-VDD＝Vth+Vdata-Voffset<0且|Vgs|>|Vth|，满足驱动开关M1(P型晶体管)的导通条件，故驱动开关M1处于导通状态，发光组件D流过驱动电流，驱动电流驱动发光组件D发光；驱动电流大小为：
I_oled＝k(Vgs-Vth)2＝k(VDD+Vth+Vdata-Voffset-VDD-Vth)2＝k(Vdata-Voffset)2，
其中，
Figure BDA0001564953950000101
μp为空穴迁移率；Cox为单位面积的电容；
Figure BDA0001564953950000102
为驱动开关M1的宽长比。VDD、Vdata以及Voffset的取值分别为4.6V、0V和3V。
由上述驱动电流公式可知，驱动电流的大小与驱动开关M1的阈值电压Vth无关，进而使得流过发光组件的驱动电流稳定，故该像素补偿电路实现了Vth补偿功能。通过设置复位信号端与扫描信号端连接的连接方式，避免了像素补偿电路阈值电压漂移造成流过发光组件的驱动电流不稳定，提高了显示的均一性；并且驱动电流与电源电压无关，避免了电源的干扰，进一步增加了显示的均匀程度；同时所需器件数目较少，降低了单个像素电路的面积，因而适用于高PPI的屏体。
本实施例还提供一种显示装置，包括上述像素补偿电路。该显示装置通常包含若干个像素补偿电路，由于单个像素电路所需的面积小，且驱动电流的大小与阈值电压Vth无关，因此，显示装置也具有体积小、显示均一性好的优点。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种像素补偿电路，其特征在于，包括：驱动开关(M1)、第一开关(M2)、第二开关(M3)、第一电容(Cst)、第二电容(Ccp)以及发光组件(D)，其中，
所述驱动开关(M1)的控制端与所述第一开关(M2)的第一端连接，所述驱动开关(M1)的第一端与第一电源(VDD)连接，所述驱动开关(M1)的第二端与所述第一开关(M2)的第二端连接；
所述第一开关(M2)的控制端与扫描信号端(SCAN)连接；
所述第二开关(M3)的控制端与复位信号端(Reset)连接，所述第二开关(M3)的第一端与所述驱动开关(M1)的第二端连接，所述第二开关(M3)的第二端与数据信号端(Data)连接；
所述第一电容(Cst)的第一端与所述第一电源(VDD)连接，所述第一电容(Cst)的第二端与所述驱动开关(M1)的控制端连接；
所述第二电容(Ccp)的第一端与所述第二开关(M3)的第一端连接，所述第二电容(Ccp)的第二端与所述第二开关(M3)的第二端连接；
所述发光组件(D)的第一端与所述驱动开关(M1)的第二端连接，所述发光组件(D)的第二端与第二电源(VSS)连接。
2.根据权利要求1所述的像素补偿电路，其特征在于，所述第一开关(M2)为双栅晶体管。
3.根据权利要求1或2所述的像素补偿电路，其特征在于，所述驱动开关(M1)为P型晶体管。
4.根据权利要求3所述的像素补偿电路，其特征在于，所述第一开关(M2)为P型晶体管或N型晶体管；和/或
所述第二开关(M3)为P型晶体管或N型晶体管。
5.一种像素补偿方法，应用于权利要求1至4中任一所述的像素补偿电路，其特征在于，包括第一阶段、第二阶段、第三阶段以及第四阶段，其中，
所述第一阶段为复位阶段，用于对所述驱动开关(M1)进行复位，扫描信号端(SCAN)控制所述第一开关(M2)处于导通状态，复位信号端(Reset)控制所述第二开关(M3)处于导通状态，第二电源(VSS)输出高电平，数据信号端(Data)输出高电平，所述数据信号端(Data)输出的高电平通过所述第一开关(M2)和所述第二开关(M3)传送至所述驱动开关(M1)的控制端，所述驱动开关(M1)处于关断状态；
所述第二阶段为补偿阶段，用于对所述驱动开关(M1)进行阈值补偿，所述扫描信号端(SCAN)控制所述第一开关(M2)处于导通状态，所述复位信号端(Reset)控制所述第二开关(M3)处于关断状态，所述第二电源(VSS)输出高电平，所述数据信号端(Data)输出高电平，所述驱动开关(M1)处于二极管连接状态，在所述驱动开关(M1)的控制端形成补偿电压；
所述第三阶段为写入阶段，用于对所述驱动开关(M1)进行数据写入，所述扫描信号端(SCAN)控制所述第一开关(M2)处于导通状态，所述复位信号端(Reset)控制所述第二开关(M3)处于关断状态，所述第二电源(VSS)输出低电平，所述数据信号端(Data)输出低电平，所述数据信号端(Data)的输出信号通过所述第一开关(M2)和第二电容(Ccp)传送至所述第一电容(Cst)的第二端，在所述驱动开关(M1)的控制端形成写入电压；
所述第四阶段为发光阶段，所述扫描信号端(SCAN)控制所述第一开关(M2)处于关断状态，所述复位信号端(Reset)控制所述第二开关(M3)处于关断状态，所述第二电源(VSS)输出低电平，所述数据信号端(Data)输出高电平，所述驱动开关(M1)处于导通状态，所述发光组件(D)流过驱动电流，所述驱动电流驱动所述发光组件(D)发光。
6.根据权利要求5所述的像素补偿方法，其特征在于，所述第一开关(M2)为双栅晶体管。
7.根据权利要求5或6所述的像素补偿方法，其特征在于，所述驱动开关(M1)为P型晶体管；和/或
所述第一开关(M2)为P型晶体管或N型晶体管；和/或
所述第二开关(M3)为P型晶体管或N型晶体管。
8.根据权利要求7所述的像素补偿方法，其特征在于，当所述第一开关(M2)和所述第二开关(M3)为P型晶体管时，
在所述第一阶段内，所述扫描信号端(SCAN)为低电平，所述复位信号端(Reset)为低电平，所述第二电源(VSS)为高电平，所述数据信号端(Data)为高电平；
在所述第二阶段内，所述扫描信号端(SCAN)为低电平，所述复位信号端(Reset)为高电平，所述第二电源(VSS)为高电平，所述数据信号端(Data)为高电平；
在所述第三阶段内，所述扫描信号端(SCAN)为低电平，所述复位信号端(Reset)为高电平，所述第二电源(VSS)为低电平，所述数据信号端(Data)为低电平；
在所述第四阶段内，所述扫描信号端(SCAN)为高电平，所述复位信号端(Reset)为高电平，所述第二电源(VSS)为低电平，所述数据信号端(Data)为高电平。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-4任一所述的像素补偿电路。
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